Questão de Redes de Computadores — Equipamentos de Redes (Roteador, Switch, Hub, etc.) — VUNESP 2023

Switch: o comutador de pacotes da camada de enlace

Gabarito: letra E. O switch é um dispositivo de interconexão que opera na camada 2 (enlace) do modelo OSI e tem como tarefa principal encaminhar os pacotes (quadros) que chegam em uma porta de entrada para a porta de saída correta, com base no endereço MAC de destino, de modo que alcancem seu destino apropriado. Essa é a definição clássica de comutador de pacotes, presente em qualquer material de redes de computadores.

O switch, também chamado de comutador, é um dos equipamentos mais importantes em redes locais (LANs). Ele interconecta dispositivos dentro de uma mesma rede, formando uma topologia física em estrela, e segmenta a rede em domínios de colisão menores, reduzindo congestionamentos. Diferentemente do hub, que repete o sinal para todas as portas, o switch aprende os endereços MAC dos dispositivos conectados a cada porta e encaminha o quadro apenas para a porta de destino, quando o conhece. Esse processo de aprendizado e encaminhamento é o coração do funcionamento do switch.

Para entender a função do switch, é preciso compará-lo com outros dispositivos de interconexão. O hub opera na camada 1 (física) e simplesmente replica o sinal recebido em uma porta para todas as outras, sem qualquer inteligência. A bridge, também na camada 2, conecta dois segmentos de rede e filtra quadros com base no MAC, mas possui poucas portas. O switch é, essencialmente, uma bridge multiporta, com comutação em hardware, capaz de encaminhar quadros de forma simultânea entre múltiplos pares de portas. Já o roteador opera na camada 3 (rede) e interconecta redes distintas, utilizando endereços IP para decidir o melhor caminho.

A banca explora, nesta questão, a confusão entre switch e outros dispositivos, especialmente o hub e o roteador. A alternativa que descreve o switch como um dispositivo com "uma única entrada e múltiplas saídas" é uma descrição típica de um hub ou repetidor, não de um switch, que possui múltiplas entradas e saídas. A alternativa que afirma que o switch não examina o cabeçalho do pacote é falsa, pois o switch examina o endereço MAC de destino no quadro. A alternativa que diz que o switch deve ser usado isoladamente é absurda, pois switches podem ser interconectados para formar redes maiores. A alternativa que afirma que a topologia formada é em anel é incorreta, pois a topologia física típica de uma rede com switch é em estrela.

Guarde a distinção fundamental: o switch encaminha com base no endereço MAC (camada 2), o roteador encaminha com base no endereço IP (camada 3), e o hub apenas replica o sinal (camada 1). É exatamente essa fronteira que separa as alternativas corretas das incorretas nesta questão.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que o uso do switch resulta em topologia em anel. Isso é falso: o switch, ao interconectar dispositivos, forma uma topologia física em estrela, na qual todos os dispositivos se conectam a um ponto central (o switch). A topologia em anel é outra configuração, na qual cada dispositivo se conecta a dois outros, formando um círculo. A banca troca a topologia em estrela pela em anel para confundir o candidato.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Afirma que o switch decide o enlace de saída "sem a necessidade de examinar o cabeçalho do pacote em busca de um identificador". Isso é exatamente o oposto do funcionamento real: o switch examina o cabeçalho do quadro (camada 2) para identificar o endereço MAC de destino e, com base na tabela de endereços MAC aprendida, decide para qual porta encaminhar. Sem examinar o cabeçalho, o switch não teria como saber o destino e agiria como um hub, inundando todas as portas. A alternativa inverte o comportamento do switch.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Afirma que o switch "deve ser utilizado de forma isolada, não podendo ser conectado a outros switches". Isso é falso: switches podem e devem ser interconectados para expandir a rede. É comum conectar switches entre si (inclusive em cascata ou usando portas trunk para VLANs) para aumentar o número de portas disponíveis e criar redes maiores. A afirmação contraria a prática e a própria finalidade do switch de formar redes maiores.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Descreve o switch como "um dispositivo que possui uma única entrada e múltiplas saídas". Essa é a descrição de um hub ou repetidor, que recebe o sinal em uma porta e o replica para todas as outras. O switch, ao contrário, possui múltiplas portas de entrada e saída, e cada porta pode receber e transmitir dados simultaneamente (full duplex). A alternativa confunde o switch com o hub, um erro clássico de prova.

Alternativa E — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Afirma que "a sua tarefa principal é encaminhar os pacotes que chegam em uma entrada para a saída correta, de modo que alcancem seu destino apropriado". Essa é a definição precisa de um comutador de pacotes: o switch recebe um quadro em uma porta de entrada, consulta sua tabela de endereços MAC e o encaminha para a porta de saída correspondente ao destino. Quando o destino é desconhecido, ele inunda todas as portas (exceto a de origem), mas, após aprender, encaminha seletivamente. Essa é a essência do funcionamento do switch.

Gabarito: letra E